鋰亞硫酸氯電池、脈衝頻率調變轉換器、新式奈米耗能長周期定時器均可在休眠周期內
，維持極低用電量，讓無線建築自動化係統超越有線係統。

　　

目mu前qian
，許xu多duo現xian代dai建jian築zhu自zi動dong化hua係xi統tong皆jie仰yang賴lai無wu線xian連lian接jie，不bu僅jin可ke簡jian化hua安an裝zhuang程cheng序xu，亦yi適shi合he快kuai速su調tiao整zheng與yu擴kuo張zhang
，不bu過guo省sheng去qu線xian路lu的de同tong時shi，設she計ji師shi需xu要yao以yi電dian池chi供gong電dian，卻que又you因yin為wei得de定ding期qi更geng換huan電dian池chi，影ying響xiang整zheng體ti係xi統tong成cheng本ben。這zhe些xie係xi統tong的de難nan處chu在zai於yu打da造zao高gao效xiao能neng電dian源yuan管guan理li方fang案an，除chu了le延yan長chang電dian池chi壽shou命ming，在zai攸you關guan生sheng命ming安an全quan的de應ying用yong中zhong，更geng得de確que保bao運yun作zuo穩wen定ding。

　　

　　

根據2013年「市場與市場」預估及其他數據源，由於人們追求讓工作與生活空間變得更安全、更舒適、更有效率
，全球建築自動化市場將在2018年增至近500億美元。

　　

這塊市場擴張部分原因在於無線傳感器問世，故可輕鬆安裝、擴(kuo)大(da)與(yu)調(tiao)整(zheng)，安(an)裝(zhuang)成(cheng)本(ben)一(yi)大(da)部(bu)分(fen)在(zai)於(yu)人(ren)工(gong)架(jia)設(she)線(xian)路(lu)與(yu)銅(tong)價(jia)上(shang)揚(yang)，無(wu)線(xian)自(zi)動(dong)化(hua)基(ji)礎(chu)架(jia)構(gou)可(ke)大(da)幅(fu)壓(ya)低(di)成(cheng)本(ben)

，卻(que)也(ye)為(wei)係(xi)統(tong)擁(yong)有(you)者(zhe)增(zeng)加(jia)一(yi)項(xiang)長(chang)期(qi)成(cheng)本(ben)，因(yin)為(wei)沒(mei)有(you)線(xian)路(lu)後(hou)，係(xi)統(tong)必(bi)須(xu)仰(yang)賴(lai)電(dian)池(chi)運(yun)作(zuo)。

　　

電池替換成本不一
，且依據傳感器所在位置（如6公尺高的天花板或難以觸及地點）
，可(ke)能(neng)需(xu)要(yao)大(da)量(liang)勞(lao)力(li)。在(zai)理(li)想(xiang)世(shi)界(jie)中(zhong)，電(dian)池(chi)在(zai)傳(chuan)感(gan)器(qi)使(shi)用(yong)年(nian)限(xian)內(nei)永(yong)遠(yuan)不(bu)必(bi)更(geng)換(huan)，但(dan)受(shou)限(xian)於(yu)電(dian)池(chi)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)老(lao)化(hua)或(huo)老(lao)舊(jiu)傳(chuan)感(gan)器(qi)耗(hao)電(dian)，這(zhe)種(zhong)想(xiang)法(fa)不(bu)切(qie)實(shi)際(ji)，故(gu)多(duo)數(shu)無(wu)線(xian)建(jian)築(zhu)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)裏(li)，電(dian)池(chi)壽(shou)命(ming)5年為基本要求


，10年至15年則較具優勢。

　　

　　

設she計ji師shi可ke透tou過guo多duo項xiang領ling域yu，延yan長chang電dian池chi替ti換huan期qi限xian

，首shou先xian了le解jie需xu要yao傳chuan感gan器qi運yun作zuo的de射she頻pin環huan境jing

，通tong常chang是shi與yu其qi他ta傳chuan感gan器qi共gong組zu成cheng網wang絡luo，在zai網wang狀zhuang結jie構gou中zhong
，部bu分fen傳chuan感gan器qi為wei終zhong端duan或huo中zhong繼ji器qi。

　　

由(you)於(yu)射(she)頻(pin)傳(chuan)輸(shu)是(shi)傳(chuan)感(gan)器(qi)最(zui)大(da)耗(hao)能(neng)來(lai)源(yuan)，此(ci)種(zhong)配(pei)置(zhi)可(ke)提(ti)高(gao)能(neng)源(yuan)效(xiao)能(neng)，藉(ji)由(you)降(jiang)低(di)傳(chuan)輸(shu)耗(hao)能(neng)與(yu)透(tou)過(guo)路(lu)由(you)器(qi)重(zhong)複(fu)訊(xun)息(xi)，可(ke)形(xing)成(cheng)極(ji)低(di)功(gong)率(lv)網(wang)絡(luo)，此(ci)種(zhong)拓(tuo)樸(pu)通(tong)常(chang)用(yong)於(yu)以(yi)IEEE802.15.4為基礎的無線網絡，例如ZigBee或6LoWPAN。

 

在ZigBee等網狀結構中，如何同步是一項問題，路由器節點必須隨時待命

，若節點發出訊息，或是訊息送至節點，將會（先儲存）再轉發至其他可用節點。

　　

在超低功率裝置內
，休眠模式會大幅降低用電量，包括射頻接收器等裝置內多數區塊都暫停運作，此時路由器節點必須通電（例如使用交流電），以監控休眠節點在運作時發出的訊息，故用電量相當不對稱，傳感器節點耗能極低，並長期休眠，而路由器節點（也可能是傳感器）持續供電，並維持接收器運作。

　　

若ruo希xi望wang在zai超chao低di功gong率lv網wang絡luo中zhong
，省sheng略lve以yi線xian路lu供gong電dian的de路lu由you器qi，定ding時shi必bi須xu非fei常chang精jing準zhun
，但dan此ci舉ju可ke能neng提ti高gao每mei個ge節jie點dian的de成cheng本ben與yu複fu雜za度du，整zheng個ge網wang絡luo必bi須xu在zai極ji短duan時shi間jian內nei蘇su醒xing、溝通
、zaicixiumian
，meicizhouqizhijianjuliyuchang，dingshixuqiujiuyugao

，ruowangluoneimougejiedianweiganshangtongbu，jiudechixuyunzuo，zhizhixiacisuxingzhouqizaizhongxintongbu，zhezhongqingkuangbixujinkenengbimianzaidianchigongdianwangluoneifasheng。

　　

zaizuishijidewuxianwangluozhong，luyouqichixuyouxianluhuoyitaiwangluogongdian，erjiedianzaidianchigongdianqingkuangxia，bixujinkenengtigaoxiaoneng
，tongchangweikongzhiqihuiguanbiwuxiandianjisuoyoufeibiyaozhuangzhi
，erchuanganqiyejiangguanbisuoyoumoniqianduandianzishebei。

　　

之後微控製器進入低功率模式，仰賴定時器定期蘇醒、啟動係統

、傳送各項訊息
，再進入休眠模式。

　　

工作周期將決定用電量
，以下算式依據休眠與蘇醒的用電量，估算電池壽命：

 

 

運作時間（T
，單位小時）取決於工作周期
，由可用能源（EA，單位瓦時）除以用電量（P，單位瓦特），算式亦可進一步擴大。

　　

容量（C，單位安培－小時），VS與VE分別為放電起點與終點電壓
，PW與PS分別為蘇醒周期與休眠周期的用電量（單位瓦特）
，D為蘇醒階段的工作周期（零至一）。而在使用年限超過五年的應用情況中
，降額定值因子α則用來調整電池容量損耗
；電源轉換器效能（eff）會影響表現
，因此也得納入考慮

，通常效能範圍介於80%（eff=0.8）至95%（eff=0.95）之間。

 

這項設計其中一部分會做電源來源的選擇，此電源必須在延續10年至20年後效能仍不會大幅衰減，以及在低功率條件下維持高效能的電源轉換器（如切換穩壓器），前者可選用鋰亞硫酸氯電池（Li/SOCl2），這種產品自一九七零年代問世至今，電池壽命極長（10年至25年以上）
，也應用在偏遠電表及其他電池供電無線係統中，一般電壓為3.6V
，且運作溫度範圍較大（–55℃至125℃）。

　　

若使用單一鋰電池，傳感器節點設計可能讓輸出從3.0V至3.6V區間提高到5.0V，或是使用TPS63001等升降壓轉換器，維持輸出在3.3V，並在升降壓情況下最高提供800mA。zhexiangtedianxiangdangzhongyao，yinweishepinfasongqikenengxuyaodaeshunjiandianliu
，kuangqiezaixiumianzhouqili，zhuanhuanqidaduowufuzai，bixunengzidongjinrumaichongpinlvtiaobianhuoqitamaichongshenglvejishu，cainengzhuanhuandianyuan。

　　

微(wei)控(kong)製(zhi)器(qi)即(ji)便(bian)進(jin)入(ru)低(di)功(gong)率(lv)模(mo)式(shi)，在(zai)休(xiu)眠(mian)周(zhou)期(qi)內(nei)仍(reng)會(hui)持(chi)續(xu)運(yun)作(zuo)，也(ye)依(yi)然(ran)會(hui)造(zao)成(cheng)能(neng)源(yuan)損(sun)耗(hao)。但(dan)至(zhi)少(shao)定(ding)時(shi)器(qi)必(bi)須(xu)隨(sui)主(zhu)核(he)心(xin)關(guan)閉(bi)，以(yi)節(jie)省(sheng)能(neng)源(yuan)。不(bu)過(guo)即(ji)使(shi)是(shi)這(zhe)種(zhong)配(pei)置(zhi)
，仍(reng)可(ke)能(neng)出(chu)現(xian)少(shao)量(liang)毫(hao)安(an)
，縱(zong)然(ran)是(shi)MSP430等頂尖低功率微控製器，在備用模式還是需要約0.3μA的電流。

　　

新式解決方案采用針對長休眠期特製的定時裝置，德州儀器TPL5000具備可編程分配器，提供最高間隔64秒的蘇醒脈衝
，運作時用電量僅30nA
，在極長休眠周期下
，最多能為電池供電的無線傳感器延長兩年使用年限。（請見下圖）

 

 

　　

隨著電池供電的無線網絡日漸增加
，安裝者與擁有者希望延長電池壽命，甚至在網絡使用年限（25年以上）內，完全不需更換電池，鋰亞硫酸氯電池
、脈衝頻率調變轉換器、新式奈米耗能長周期定時器均可在休眠周期內
，維持極低用電量，讓無線建築自動化係統超越有線係統。